难加工金属材料用硬质合金锯片的优化设计

摘要

近年来，航空、航天、汽车、能源等领域迅速发展，诸多领域对材料的性能要求也在大幅提升。为了更好地促进现代工业的发展，多种类的新型材料大量涌现，如不锈钢、高强度与超高强度钢、高锰钢、淬硬钢、高温合金、钛合金、冷硬铸铁等。这些材料一般都具有高硬度和高强度、高塑性和高韧性、低塑性和高脆性、低导热性、有微观的硬质点以及化学性质活泼等特性。这些特性在满足工业生产应用的同时，也为其切削加工带来了更大的难度。随着难加工材料产量的逐年增加，其产品的下料、定尺切断等工序对锯切刀具及设备提出了更高的性能要求。因此，各类难加工金属材料用锯片产品的研发及其系列化势在必行。　　课题以材料学、摩擦学、工程及材料力学以及金属切削原理等学科为理论指导，利用 Pro/E三维绘图软件和Deform有限元分析软件以及工业试验研究新型锯片的锯切性能。通过对新型锯片材料的选择、锯齿刀块几何参数的优化、涂层性能测试以及锯切温度、锯齿刀块的磨损等指标对新型锯片的锯切性能做出综合评价。　　研究结果表明：传统的焊接式锯片转变为机夹式将会显著提升锯切效率；对新型锯片结构的参数优化使其具有了更好地卷断屑能力；通过不锈钢锯切试验，分别对涂覆TiAlN和AlCrN两种涂层的机夹圆锯片进行测试，发现涂覆有AlCrN涂层的锯片有着更加良好的锯切效果；通过有限元软件的模拟仿真，初步得出锯片前角的最佳取值范围为6°~8°；与传统锯片进行性能比对发现，新型锯片的磨损速率慢、锯切温度低、锯切力小，基本没有积屑瘤和崩刃现象产生。　　综上所述：经过技术改良的新型锯片锯切效率高，使用寿命长，在降低锯切成本的同时能够更好地满足日益提高的锯切要求。

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引言

第1章 绪论

1.1 中国冶金锯片业的现状与展望

1.2 冶金锯片的产品分类与应用

1.3 课题研究的背景、内容及意义

1.4 课题的研究条件与方案

第2章 难加工金属材料锯切技术的分析与应用

2.1 难加工金属材料切削加工性分析

2.2 硬质合金齿圆锯片的锯切理论分析

2.3 新兴技术在锯片领域的应用

第3章 机夹式涂层硬质合金齿圆锯片的设计

3.1 机夹式涂层圆锯片的材料选择

3.2 机夹式涂层圆锯片的几何结构及参数设计

3.3 机夹式涂层圆锯片制造、装配及检测工艺

3.4 本章小结

第4章 机夹式涂层硬质合金齿圆锯片性能测试

4.1 涂层材料性能测试

4.2 机夹式涂层圆锯片使用寿命测试

4.3 本章小结

第5章 基于Deform-3d的锯切加工有限元仿真

5.1 有限元分析法的基本理论

5.2 锯切加工过程的有限元模拟仿真

5.3 本章小结

结论

参考文献

致谢

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